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Caracterización del transportador SteT: primer modelo procariota de la familia LAT.

by Del Río Merino, César

Abstract (Summary)
RESUMEN: La proteína ykbA de Bacillus subtilis, purificada y reconstituida en proteoliposomas (PLs), presenta actividad de intercambio de L-serina, L-threonina y L-aminoácidos aromáticos. Por ello la renombramos como SteT (Serine/threonine exchanger Transporter). Los estudios cinéticos de la actividad de SteT son compatibles con un mecanismo secuencial de intercambio. SteT se agrupa filogenéticamente dentro de la familia LAT. Por todo ello, SteT es el primer homólogo procariota de la familia LAT que ha sido identificado y caracterizado. Proponemos SteT como modelo procariota para el estudio funcional y estructural de la familia LAT. Los estudios estructurales de SteT mediante electroforesis no desnaturalizante y TEM con tinción negativa y con criofractura en PLs indican que el intercambiador es funcional como monómero. SteT tiene apariencia de donut elíptico con diámetros exteriores de ~6 y ~7 nm. El residuo C291 en el segmento transmembrana (TM) VIII de SteT es la única diana de inactivación por MTSET y de activación por DTT. El sustrato L-serina protege de la inactivación por MTSET. Por tanto, el sustrato bloquea directamente o provoca un cambio conformacional que bloquea la accesibilidad de MTSET al residuo. El segmento TM VIII presenta dos caras funcionalmente diferenciables con periodicidad de hélice ?. Una cara está formada por los residuos I285, I288, L292, K295 y F299 que mutados a cisteína muestran inhibición por MTSET y son insensibles a DTT. La otra cara, adyacente a la anterior, está formada por los residuos S287, G290, G294 y S298 que mutados a cisteína muestran activación por DTT y son insensibles a MTSET. Los residuos I284 y C291 poseen características de ambas ya que se inactivan por MTSET y se activan por DTT. DTT activa ~20 veces SteT cysless G294C en PLs, muy probablemente incrementado la Vmáx sin afectar la KM aparente. Esta activación es protegible por el sustrato L-serina con una EC50 similar a su KM aparente. Por tanto, el sustrato bloquea directamente o provoca un cambio conformacional que bloquea la accesibilidad de DTT al residuo. La mutación K295C, tanto en su entorno cysless como wt, genera un transportador ~50 y ~260 veces más rápido que SteT y SteT cysless respectivamente. La mutación K295G provoca un efecto muy inferior y la mutación K295L rinde un transportador inactivo. Estos datos sugieren que no hay una relación directa entre el tamaño de la cadena lateral en la posición 295 y la actividad de SteT, si no que la presencia de cisteína es la causante del aumento de actividad. Los residuos I285 y K295 parecen presentar interacción con la cadena lateral del sustrato ya que las mutaciones I285C y K295C producen un cambio dramático en el patrón de cis-inhibición. En estos mutantes la mayoría de los aminoácidos estudiados inhiben ampliamente el transporte de L-serina, con la excepción de L-prolina, L-hidroxiprolina, L-glutamato y glicina. En este sentido, SteT cysless K295C presenta un claro cambio de especificidad de sustrato ya que, a diferencia de SteT, transporta L-arginina. El hecho de que I285 y K295 disten ~16 Å indicaría la existencia de al menos dos lugares de unión independientes de la cadena lateral del sustrato, contradiciendo el modelo de "Alternating access".
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Bibliographical Information:

Advisor:Palacín Prieto, Manuel

School:Universitat de Barcelona

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:bioquímica i biologia molecular fac

ISBN:

Date of Publication:07/20/2007

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